S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明

S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明

锂电池保护板的主要参数

锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成

（1）保护IC主要参数

1) 封装

2) 过充电压

3) 过充释放电压

4) 过放电压

5) 过放释放电压

6) 耐压

(2) MOSFET主要参数

1) N沟、P沟

2) 内阻

3) 封装（TSSOP8 <简称薄片> 、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等）

4) 耐电流

5) 耐电压

6) 内部是否连通

锂电池保护板的工作原理

锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,保护板有两个核心部件：一块保护IC，它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数；另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关，执行保护动作。下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解: 激活保护板的方法：当保护板P+、P-没有输出处于保护状态，可以短路B-、P-来激活保护板，这时，Dout、Cout均会处于低电平（保护IC此两端口是高电平保护，低电平常态）状态打开两个MOS开关。

1.锂电池保护板其正常工作过程为:

当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A 的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导

通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。

2.保护板过放电保护控制原理:

当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。

3.保护板过充电保护控制原理:

当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进

行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电.

4.保护板短路保护控制原理:

在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相当于开关闭合，当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×IUA又称为8205A的管压降，UA可以简接表明放电电流的大小。上升到0.2V时便认为负载电流到达了极限值，于是停止第1脚的输出电压，使第1脚电压

变为0V、8205A内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换言之DW01 允许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。

5. 短路保护控制过程:

短路保护是过电流保护的一种极限形式，其控制过程及原理与过电流保护一样，短路只是在相当于在P P-间加上一个阻值小的电阻(约为0Ω)使保护板的负载电流瞬时达到10A以上，保护板立即进行过电流保护。

锂电池保护板的技术指标

1、电压保护能力

过充电保护：保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力过放电保护：保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能力

2.电流能力(过流保护电流，短路保护）

保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.

3、导通电阻：

定义：当充电电流为500mA时，MOS管的导通阻抗。

由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高，因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小，单节电芯保护板通常在<70mΩ，如太大会导致通讯设备工作不正常，如手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。

4、自耗电流

定义：IC工作电压为3.6V，空载状态下，流经保护IC的工作电流，一般极小.

保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间，通常规定保护板的自耗电流小于10微安.

5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力

保护板必须能通过国标规定的震动,冲击试验;保护板在- 40到85度能安全工作,能经受±15KV的非接触ESD静电测试.

锂电池保护板的应用

锂电池保护板广泛应用于手机、对讲机、便携式DVD、矿灯、电动玩具、MP3/4电动工具、数码相机摄像机、笔记本电脑、军用战术灯、测绘仪器电动自行车、电动滑板车、航模、机器人、吸尘器、各种野外勘探作业设备。

锂电池保护板的主要厂商

保护IC的生产商

1）精工：日本

S8261<单节>，S8232<双节>。。。

2）理光：日本

R5400、R5402、R5421、R5426 。。。

3）美之美：日本

MM3077<单节>，MM1414<3/4节>。。。

4）富晶：台湾

单节：DW01+，DW01-，FS312F，FS326系列。

双节：FS3332

5）新德：台湾CS213 （单节）

6）中星微：北京VM7021 （单节）

7）士兰：杭州SC451（单节）

MOSFET的生产商

1）捷拓（台湾）：GE8205A,GE9926、5NF20V。。。

2）ANPEC茂达（台湾）：

APM9926，SM9926C，SM9988，APM9435,APM4435,APM2506

APM4953,APM9926,APM4410,APM2301,APM7313,APM3055,APM2014,APM205 4,APM2509,APM9410。。。

3）FAIRCHILD（仙童）：FDS9926,FDW9926

4）CET（台湾华瑞）：CEM9926, CEM8205，CES2301,CES2312,CES2321, CEM9435,CEM4953,CEM8958。。

5）ST（意法）：5NF20V

6）SANYO（日本三洋）：FTD2017、FTD2011A、ECH8601、。。。

7）AOS（美国）AO8822、AO8810、AO8816、AO4805、AO4953、AO9953、AO4801H。。。

8）三合微（台湾）：STG8203、STG8204、STG8205、STG2301。。。

9）南海（台湾）：SSS8205，SSS9926，SSS5NF20V。。。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yhs4.html